PPB: тыквы и кабачки накапливают токсины из почвы

Исследователи Университета Кобе раскрыли механизм, из-за которого представители семейства тыквенных — включая тыквы, кабачки, патиссоны, дыни и огурцы — накапливают вредные загрязнители в съедобных частях растения. Работа опубликована в журнале Plant Physiology and Biochemistry (PPB).

Тыквенные способны вбирать из почвы стойкие загрязнители, которые затем концентрируются в плодах и могут представлять опасность для здоровья.

При этом большинство других культурных растений этого не делает.

"Эти загрязнители плохо разрушаются и могут накапливаться в организме человека. Мы хотели понять, почему именно семейство тыквенных ведет себя так необычно", — рассказал профессор Хидэюки Инуи, агробиолог Университета Кобе.

Ранее команда Инуи выявила особый класс белков, связывающих загрязнители и помогающих им перемещаться по растению. Ученые также установили, что форма этих белков и их способность связывать токсичные вещества влияют на то, сколько загрязнителей достигает надземных органов. Однако оставался неясным вопрос: почему даже внутри одного вида одни сорта аккумулируют токсины сильнее других.

Новые эксперименты показали, что у сортов, склонных к накоплению загрязнителей, в соке растений содержится больше этих белков, тогда как у других они остаются внутри клеток. Ключевую роль играет небольшое различие в аминокислотной последовательности, которое служит своеобразной "меткой" и определяет, будет ли белок секретирован в сок.

"Только секретируемые белки способны перемещаться по растению и достигать плодов. Это и есть фактор, который отличает сорта с высоким уровнем загрязнения от устойчивых", — пояснил Инуи.

Понимание этого механизма открывает путь к созданию более безопасных овощей.

"Если мы сможем управлять поведением белков, которые транспортируют загрязнители — изменяя их способность связывать токсины или предотвращая выход в сок, — можно будет выращивать растения, не накапливающие вредные вещества в плодах", — отметил исследователь.

Кроме того, ученый видит в открытии потенциал для фиторемедиации — очищения загрязненных почв с помощью растений.

"Мы можем использовать эти знания, чтобы создавать культуры, эффективно поглощающие загрязнители из почвы. Это позволит превратить обычные растения в биоинженерные системы для экологической очистки", — добавил Инуи.